In Hochfrequenzgeschweißte Stahlrohre mit gerader NahtRisse können als durchgehende Risse, lokalisierte periodische Risse und unregelmäßige intermittierende Risse auftreten. Manche Rohre weisen nach dem Schweißen keine Oberflächenrisse auf, können aber nach dem Glätten, Richten oder der hydrostatischen Prüfung Risse entwickeln.
Faktoren, die die Rissbildung in hochfrequenzgeschweißten Stahlrohren beeinflussen
1. Mangelhafte Rohstoffqualität:
Bei der Herstellung geschweißter Stahlrohre sind große Grate an den Rohmaterialkanten und übermäßige Breite häufige Probleme. Nach außen gerichtete Grate können beim Schweißen leicht zu durchgehenden, intermittierenden Rissen führen. Übermäßige Breite und Überfüllung des Extrusionswalzengangs können zu Schweißnahtvertiefungen, großen äußeren Schweißnarben und kleinen oder gar keinen inneren Schweißrippen führen, was nach dem Richten Risse zur Folge haben kann.
2. Zustand der Verrundungen an den Kanten von Stahlrohren:
Kehlnähte an den Kanten von Stahlrohrrohlingen sind ein häufiges Problem bei der Herstellung geschweißter Stahlrohre. Je kleiner der Rohrdurchmesser, desto ausgeprägter sind die Kehlnähte. Unsachgemäße Formgebung und Justierung sind die Ursache für Kehlnähte. Eine ungeeignete Walzenprofilgestaltung, große äußere Kehlnähte und die Walzenjustierung mit einer schrägen Walze sind Schlüsselfaktoren für die Qualität von Kehlnähten. Ein Walzenprofil mit einfachem Radius kann Probleme mit Kehlnähten, die durch mangelhafte Formgebung verursacht werden, nicht beheben. Erhöhter Extrusionsdruck oder der Verschleiß des Walzenprofils zu einer vertikalen Ellipse in der Endphase der Produktion können die scharfkantige Schweißnaht verstärken und zu fehlerhaften Kehlnähten führen. Kehlnähte führen dazu, dass der größte Teil des Metalls von oben ausfließt, wodurch ein instabiler Schmelzprozess entsteht. Dies führt zu erheblichem Metallspritzern und einer überhitzten Schweißnahtstruktur. Äußere Grate sind stark erhitzt, unregelmäßig geformt und großflächig, was das Entfernen erschwert. Innere Grate sind minimal, und selbst die geringste Abweichung von der Schweißgeschwindigkeit kann zu Fehlschweißungen führen. Große äußere Abrundungen an den Walzen führen zu einer unzureichenden Füllung des Stahlrohrblocks innerhalb der Walzen. Dadurch verändert sich der Kantenkontakt von parallel zu einer V-Form, was zu fehlenden Schweißnähten am Innenrohr führt. Längerer Verschleiß der Walzenwellen, kombiniert mit Verschleiß der Grundlager, erzeugt eine schräge Walze zwischen den beiden Wellen. Dies führt zu unzureichendem Extrusionsdruck, vertikalen Ellipsenschweißnähten und starken Abrundungsschweißungen.
3. Unangemessene Wahl der Prozessparameter für Stahlrohre
Zu den Prozessparametern für die Herstellung von hochfrequenzgeschweißten Stahlrohren gehören die Schweißgeschwindigkeit (Einheitsgeschwindigkeit), die Schweißtemperatur (Hochfrequenzleistung), der Schweißstrom (Hochfrequenzfrequenz), der Extrusionsdruck (Formkonstruktion und -material), der Öffnungswinkel (Formkonstruktion und -material, Position der Induktionsspule), der Induktor (Spulenmaterial, Wicklungsrichtung, Position) sowie die Größe und Platzierung der Impedanz.
(1) Hochfrequenzleistung (stabil und kontinuierlich), Schweißgeschwindigkeit, Schweißextrusionsdruck und Öffnungswinkel sind die wichtigsten Prozessparameter und müssen angemessen aufeinander abgestimmt sein; andernfalls wird die Schweißqualität des Stahlrohrs beeinträchtigt.
① Eine zu hohe oder zu niedrige Geschwindigkeit führt zu unvollständigem Schweißen bei niedrigen Temperaturen und zu Überhitzung bei hohen Temperaturen, und die Schweißnaht des Stahlrohrs reißt nach dem Abflachen.
② Bei unzureichendem Extrusionsdruck kann das Metall der Schweißnaht nicht vollständig verpresst werden, wodurch Verunreinigungen in der Schweißnaht des Stahlrohrs nur schwer entfernt werden und die Schweißnahtfestigkeit sinkt. Ist der Extrusionsdruck hingegen zu hoch, vergrößert sich der Metallflusswinkel, Rückstände werden leichter entfernt, die Wärmeeinflusszone verkleinert sich und die Schweißqualität verbessert sich. Ist der Druck jedoch zu hoch, entstehen starke Funken, die geschmolzenes Oxid und Teile der plastischen Schicht des Metalls herauspressen. Nach dem Abschaben ist die Schweißnaht des Stahlrohrs dünner, was die Schweißnahtfestigkeit verringert und zu Rissen führen kann. Ein angemessener Extrusionsdruck ist daher eine wichtige Voraussetzung für die Qualität der Stahlrohrschweißung.
③ Ist der Öffnungswinkel zu groß, verringert sich der Hochfrequenz-Näherungseffekt, die Wirbelstromverluste steigen und die Schweißtemperatur sinkt. Wird die Schweißgeschwindigkeit beibehalten, entstehen Risse. Ist der Öffnungswinkel zu klein, wird der Schweißstrom instabil, und es kommt an der Extrusionsstelle zu kleinen Explosionen (visuell als Entladungsphänomen bekannt), die ebenfalls Risse verursachen.
(2) Die Induktorspule ist die Hauptkomponente der Hochfrequenz-Schweißanlage für Stahlrohre. Der Spalt zwischen Induktorspule und Stahlrohrrohling sowie die Öffnungsweite haben einen großen Einfluss auf die Schweißnahtqualität.
① Ist der Spalt zwischen Induktor und Stahlrohrrohling zu groß, sinkt der Wirkungsgrad des Induktors stark ab; ist der Spalt zwischen Induktor und Stahlrohrrohling zu klein, kann es leicht zu Entladungen zwischen Induktor und Stahlrohrrohling kommen, was zu Schweißnahtrisse führt, und der Induktor kann auch leicht durch den Stahlrohrrohling beschädigt werden.
② Zu große Induktoröffnungen reduzieren die Schweißtemperatur an der Stumpfstoßkante des Stahlrohrs. Dies kann bei hohen Schweißgeschwindigkeiten leicht zu Fehlschweißungen führen, die nach dem Richten Risse verursachen können.
Bei der Herstellung von hochfrequenzgeschweißten Stahlrohren können zahlreiche Faktoren zu Schweißnahtrisse führen, und die vorbeugenden Maßnahmen sind vielfältig. Der Hochfrequenzschweißprozess ist von zahlreichen Variablen abhängig, und Fehler in einem beliebigen Schritt können letztendlich die Schweißnahtqualität beeinträchtigen. Die oben genannten Faktoren sind einige der häufigsten.
Veröffentlichungsdatum: 25. September 2025